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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet
der Schaltanordnungen für
die Abgabe oder Verteilung elektrischer Energie und ist bei der
konstruktiven Gestaltung einer Anordnung mit einem Einschubrahmen und
einem in den Einschubrahmen schiebbaren Einschub-Leistungsschalter
anzuwenden, bei der zumindest eine aus einem feststehenden und einem beweglichen
Schaltkontakt bestehende Schaltkontaktanordnung vorgesehen ist.
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Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus
der US-Patentschrift
4,743,715 bekannt. – Bei dieser
bekannten Anordnung ist der feststehende Schaltkontakt jedes Schaltpoles
des Einschub-Leistungsschalters an einem oberen, schienenartigen ersten
Anschlusssstück
des Einschub-Leistungsschalters fixiert. Der bewegliche Schaltkontakt
ist über
flexible Strombänder
mit einem unteren, schienenartigen zweiten Anschlussstück des Einschub-Leistungsschalters
verbunden. Eine Rückwand
des Einschubrahmens ist von einer oberen ersten Anschlussschiene
und einer unteren zweiten Anschlussschiene durchgriffen. Um beim
Einschieben des elektrischen Schalters jeweils eine stromtragende
Verbindung des oberen Anschlussstückes mit der oberen Anschlussschiene
und des unteren Anschlussstückes
mit der unteren Anschlussschiene herzustellen sind Trennkontaktanordnungen
vorgesehen, die von den Anschlussstücken zugewandten Enden der
Anschlussschienen getragen werden. Beim Einschieben des Einschub-Leistungsschalters in
den Einschubrahmen gleiten daher die den Trennkontaktanordnungen
zugewandten Enden der Anschlussstücke des Einschub-Leistungsschalters
zwischen Kontaktlamellen der Trennkontakt anordnungen. Zur Unterbringung
dieser Anordnung in einer Schaltzelle eines Schaltschrankes oder
einer Schaltanlage ist eine im Verhältnis zu den Abmaßen des Einschub-Leistungsschalters
großer
Bauraum insbesondere in Verschiebungsrichtung des Einschub-Leistungsschalters
erforderlich. Bei dieser Anordnung besteht ein Schaltkammern bildendes
Gehäuse
aus einer Gehäusevorderwand
und einer Gehäuserückwand,
die beide als Teil des Einschub-Leistungsschalters ausgebildet sind
und von denen die dem Einschubrahmen zugewandte Gehäuserückwand von
den beiden Anschlussstücken des
Einschub-Leistungsschalters
durchgriffen ist. Da an der Gehäusevorderwand
die beweglichen Schaltkontakte und an der Gehäuserückwand die feststehenden Schaltkontakte
der Schaltpole abgestützt sind,
unterliegen die beiden Wände
an ihrer Teilungsfuge starken auseinandertreibenden Kräften, die
von entsprechend stark ausgebildeten Befestigungsmitteln kompensiert
werden müssen.
Die Demontage und Montage des Gehäuses – beispielsweise zu Wartungszwecken
der Schaltkontaktanordnungen – ist
entsprechend aufwendig.
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Der Erfindung liegt hiervon ausgehen
die Aufgabe zugrunde, die Anordnung derart zu gestalten, dass zu
ihrer Unterbringung beispielsweise in einer Schaltzelle eines Schaltschrankes
oder einer Schaltanlage wesentlich weniger Bauraum erforderlich
ist.
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Gemäß der Erfindung wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass der feststehende Schaltkontakt stets ortsfest zu dem Einschubrahmen
fixiert ist.
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Durch diese Ausgestaltung ist eine
obere, einen störenden
thermischen Engpass bildende Trennkontaktanordnung nicht mehr erforderlich.
Die neue Anordnung weist daher gegenüber der bekannten Anordnung
(US-Patentschrift 4,743,715) ein verbessertes Derating-Verhalten,
d.h. eine verbesserte Strombelastbarkeit in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur
auf. Somit dürfen
bei der neuen Anordnung beispielsweise höhere Ströme fließen, ohne dass eine obere vorgegebene
Grenztemperatur überschritten
wird.
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Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung
der neuen Anordnung sieht vor, dass der feststehende Schaltkontakt
an einer ersten Anschlussschiene gehalten ist, die eine erste Wand
des Einschubrahmens durchgreift. – Hierbei kann die ortsfeste
Fixierung des feststehenden Schaltkontaktes zu dem Einschubrahmen
mittels zumindest einer Anschlagfläche erfolgen, die an dem feststehenden
Schaltkontakt oder an der ersten Anschlussschiene ausgebildet und
die über
Befestigungsmittel an der ersten Wand des Einschubrahmens befestigt
sein kann.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung
der neuen Anordnung sieht vor, dass eine die erste Wand des Einschubrahmens
durchgreifende zweite Anschlussschiene mittels einer Trennkontaktanordnung mit
dem beweglichen Schaltkontakt stromtragend verbunden ist, wobei
sich die Trennkontaktanordnung und der feststehende Schaltkontakt
im wesentlichen im gleichen Abstand von der ersten Wand erstrecken.
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Bei der neuen Anordnung kann ein
Schaltkammern bildendes Gehäuse
vorgesehen sein, wobei jede der Schaltkammern zur Aufnahme jeweils
eines Schaltpoles dient. – Dieses
Gehäuse
kann mit Vorteil dazu dienen, die Schaltkontaktanordnungen der Schaltpole
abzustützen
und somit die bei Schaltbewegungen wirkenden Kräfte aufzunehmen.
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Vorteilhaft ist weiterhin, wenn jeweils
ein zur Bildung einer der Schaltkammern dienender erster Wandabschnitt
des Gehäuses
von der ersten Wand des Einschubrahmens gebildet ist. – Hierdurch
kann zum einen der erforderliche Bauraum zur Unterbringung der Anordnung
um die Dicke der sonst üblichen,
als Teil des Einschub-Leistungsschalters ausgebildeten Gehäuserückwand weiter
reduziert werden und zum anderen ist der Zugang zu den Schaltkontaktanordnungen
beispielsweise zum Zwecke der Wartung oder der Reparatur der Schaltkontaktanordnungen
wesentlich erleichtert, da lediglich ein auch sonst notwendiges
Herausschieben des elektrischen Einschub-Leistungsschalters aus
dem Einschubrahmen, nicht jedoch eine aufwendige Demontage einer Gehäuserückwand erforderlich
ist.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass
jeweils ein zur Bildung einer der Schaltkammern dienender zweiter
Wandabschnitt des Gehäuses
von einer Gehäuseschale
oder einer Abdeckung des Einschub-Leistungsschalters gebildet ist,
wobei der zweite Wandabschnitt in eingeschobenem Zustand des Einschub-Leistungsschalters
an den ersten Wandabschnitt angrenzt und mit zumindest einer dem
ersten Wandabschnitt gegenüberliegenden Öffnung versehen
ist, die von dem feststehenden Schaltkontakt der zumindest einen
Schaltkontaktanordnung des Schaltpoles durchsetzbar ist. – Bei einer derartigen
Ausgestaltung können
insbesondere feststehende Schaltkontakte, die Lichtbogenhörner aufweisen,
leicht in der zugeordneten Schaltkammer positioniert werden, ohne
dass die Gefahr des Austrittes ionisierter Gase aus der Schaltkammer
besteht. Die konstruktive Ausgestaltung des Einschubrahmens bleibt
dabei unabhängig
von der gewählten
Unterteilung des Gehäuses
in Schaltkammern. Da die Gehäuseschale
bzw. die Abdeckung nicht zum Abstützen der feststehenden Schaltkontakte
dient, kann sie dünnwandig
und damit platz- und materialsparend ausgebil det sein. Bisher bei
konventionellen Einschub-Leistungsschaltern
vorgesehene, dem Einschubrahmen zugewandte Gehäuserückwände können durch einfache Maßnahmen
zum Einsatz in der neuen Anordnung umgestaltet werden. Hierzu kann die
bisher übliche
Gehäuserückwand beispielsweise mit
einer der ersten Wand des Einschubrahmens zugewandten Öffnung und
mit einem die Öffnung
umschlieflenden, hohlkörperartigen
Schild versehen werden.
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Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung
der neuen Anordnung, bei der ein die Öffnung begrenzender Rand Führungsflächen für den feststehenden
Schaltkontakt aufweist, da dieser hierdurch in einer gegenüber dem
beweglichen Schaltkontakt vorgegebene Position in der Schaltkammer
positioniert werden kann.
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Um den Austritt ionisierter Gase
aus den Schaltkammern sicher zu verhindern ist in einer bevorzugten
Ausgestaltung der neuen Anordnung vorgesehen, dass zwischen den
aneinander grenzenden Wandabschnitten einer Schaltkammer ein die zumindest
eine Öffnung
umlaufendes Labyrinth zum Abdichten der Schaltkammer gebildet ist.
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Zwei Ausführungsformen der neuen Anordnung
sind in den 1 bis 4 bzw. 5 bis 10 dargestellt. Dabei zeigen:
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1 und 3 bzw. 5 die erste bzw. zweite Ausführungsform
der Anordnung jeweils mit einem Einschubrahmen und einem Einschub-Leistungsschalter
in einer ersten Stellung, bei der der Einschub-Leistungsschalter
vollständig
aus dem Einschubrahmen herausgezogen ist,
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2 und 4 bzw. 6 die erste bzw. zweite Ausführungsform
der Anordnung in einer zweiten Stellung, bei der der Einschub-Leistungsschalter
vollständig
in den Einschubrahmen eingeschobenen ist,
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7 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 6,
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8 einen,
Teil der Anordnung gemäß der 6, mit einer Abdeckung und
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9 und 10 zwei Ausführungsformen
der Abdeckung.
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Die Anordnung gemäß der 1 weist einen Einschub-Leistungsschalter 1,
einen Einschubrahmen 2 und drei Schaltpole 3 auf.
Dabei ist der Einschub-Leistungsschalter 1 nur teilweise,
insbesondere ohne Bedienpült
und ohne die an sich bekannten von dem Bedienpult überdeckten
Schalterteile (Antriebsmechanismus, Schaltschloss etc.) dargestellt. Zu
sehen ist neben einer ersten und einer zweiten jeweils aus Kunststoff
bestehenden Gehäuseschale 4 und
5 eine Lichtbogen-Löscheinrichtung 6 des
Einschub-Leistungsschalters. Die Schaltpole 3 weisen einen
feststehenden Schaltkontakt 7 und einen beweglichen Schaltkontakt 8 auf,
von denen der feststehende Schaltkontakt 7 örtsfest
zu dem Einschubrahmen 2 und der bewegliche Schaltkontakt 8 als
Teil des Einschub-Leistungsschalters 1 ortsfest
zwischen den beiden Gehäuseschalen 4 und 5 gehalten
ist.
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Jeder der feststehenden Schaltkontakte 7, besteht
aus einem als Profilteil ausgebildeten Kontaktelement 9,
das ein Lichtbogenhorn 10 trägt. Die Stirnseite der Kontaktelemente
kann derart gestaltet sein, dass ein erster Bereich einen Hauptkontakt,
ein zweiter Bereich einen Zwischenkontakt und ein dritter Bereich
einen Abreißkontakt
bildet. Sie kann in üblicher
Weise mit Kontaktauflagen versehen werden. Jeder der feststehenden
Schaltkontakte 7 ist über
Schraubverbindungen jeweils an einer oberen Anschlussschiene 11 befestigt,
die eine als Rückwand
ausgebildete erste Wand 12 des Einschubrahmens 2 durchgreift. – Zur ortsfesten
Fixierung jedes feststehenden Schaltkontaktes zu dem Einschubrahmen
dient jeweils eine Anschlagfläche 49 der
oberen Anschlussschiene 11, die an der ersten Wand 12 des Einschubrahmens
anliegt (vgl. auch 3 und 4).
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Jeder der beweglichen Schaltkontakte 8 besteht
aus einem schwenkbaren Kontaktträger 13,
an dem mehrere Kontakthebel 14 mittels eines Lagerbolzens 15 schwenkbar
gehalten und über
Kontaktkraftfedern 16 abgestützt sind.
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Zur Aufnahme der drei Schaltpole 3 ist
ein Gehäuse
vorgesehen. Das Gehäuse
ist in drei Schaltkammern 17 unterteilt, die abgesehen
von speziell ausgebildeten Austrittsöffnungen 18 der das Gehäuse nach
oben abschließenden
Lichtbogen-Löscheinrichtung 6 im
wesentlichen gasdicht von dem Gehäuse umschlossen sind. Jede
der drei Schaltkammern 17 nimmt jeweils einen der drei Schaltpole 3 auf.
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Jeweils ein zum Umschließen der
Schaltkammer 17 dienender erster Wandabschnitt 19 des Gehäuses ist
von der ersten Wand 12 des Einschubrahmens 2 gebildet
(vgl. auch 2, 3 und 4).
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Die zweite Gehäuseschale 5 des Einschub-Leistungsschalters 1 weist
eine dem ersten Wandabschnitt 19 gegenüberliegende Öffnung 20 und
einen hohlkörperartigen
Schild 21 auf und bildet jeweils einen zweiten Wandabschnitt 22.
Die Öffnung 20 ist
so dimensioniert und angeordnet, dass sie von dem feststehenden
Schaltkontakt 7 und insbesondere von seinem Lichtbogenhorn 10 durchsetzbar
ist. Zum Abdichten der Schaltkammern 17 dienen Labyrinthe 37.
Hierzu taucht die stirnseitig umlaufende erste Kante 23 jedes
Schildes 21 jeweils in eine erste Nut 24 der ersten
Wand 12 des Einschubrahmens. Da die Schilde 21 als
separate Teile ausgebildet sind, taucht zusätzlich die stirn seitig umlaufende
zweite Kante 25 jedes Schildes jeweils in eine zweite Nut 26 der
zweiten Gehäuseschale 5 des
Einschub-Leistungsschalters
ein (vgl. 2). – Um auf
das zweite Labyrinth zum Abdichten der Schaltkammern an der Fuge
zwischen den Schilden und der zweiten Gehäuseschale verzichten zu können, können die
Schilde auch als integraler Bestandteil der zweiten Gehäuseschale
des Einschub-Leistungsschalters ausgebildet sein.
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Zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit
kann weiterhin vorgesehen sein, dass jede der Schaltkammern auch
zwei oder mehr Schaltkontaktanordnungen aufnimmt. In diesem Fall
kann der zweite Wandabschnitt eine einzige, von allen feststehenden Schaltkontakten
gemeinsam durchsetzbare Öffnung oder
aber mehrere, jeweils von einem oder mehreren der feststehenden
Schaltkontakte durchsetzbare Öffnungen
aufweisen. Bei mehreren Öffnungen
kann der Austritt ionisierter Gase aus der Schaltkammer dadurch
noch sicherer verhindert werden, dass ein einziges, alle Öffnungen
umlaufendes Labyrinth oder dass mehrere jeweils zumindest eine der Öffnungen umlaufende
Labyrinthe vorgesehen sind.
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Zum stromtragenden Anschluss des
beweglichen Schaltkontaktes 8 weist der Einschubrahmen 1 eine
untere Anschlussschiene 27 auf, die ebenfalls die erste
Wand 12 des Einschubrahmens 2 durchgreift. Das
dem Einschub-Leistungsschalter 1 zugewandte Ende dieser
unteren Anschlussschiene 27 greift beim Einschieben des
Einschub-Leistungsschalters in eine mit Kontaktlamellen 28 versehenen Trennkontaktanordnung 29 ein.
Diese Trennkontaktanordnung 29 ist an einem als Profilteil
ausgebildeten Anschlussstück 34 unter
Federkraft tragend gehalten. Das Anschlussstück 34 ist über biegsame
Leiter 31 mit den Kontakthebeln 14 stromtragend
verbunden.
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Gemäß der 2, 3 und 4 dient bei der ersten Ausführungsform
der neuen Anordnung zur Bildung jeder der Schaltkammern 17 neben
dem ersten und dem zweiten Wandabschnitt 19 und 22 jeweils noch
ein dritter und ein vierter Wandabschnitt 32 und 33.
Der dritte Wandabschnitt 32 ist von der ersten Gehäuseschale 4 des
Einschub-Leistungsschalters und der vierte Wandabschnitt 33 von
einem mit den Austrittsöffnungen 18 versehenen
Deckel 35 der Lichtbogen-Löscheinrichtung 6 gebildet.
Jede der Schaltkammern ist durch die jeweils vier Wandabschnitte
des Gehäuses
umschlossen, sobald der Einschub-Leistungsschalter
vollständig
in den Einschubrahmen eingeschoben ist.
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Gemäß der 5 und 6 dienen
bei der zweiten Ausführungsform
der neuen Anordnung zum Umschließen jeder Schaltkammern 50 ebenfalls
jeweils vier Wandabschnitte 51, 52, 53 und 54,
die von dem Gehäuse
gebildet sind. Wie schon bei der ersten Ausführungsform ist der erste Wandabschnitt 51 von der
ersten Wand 55 des Einschubrahmens 56, der dritte
Wandabschnitt 53 von der ersten Gehäuseschale 57 des Einschub-Leistungsschalters 58 und der
vierte Wandabschnitt 54 von dem Deckel 59 der Lichtbogen-Löscheinrichtung 60 gebildet.
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform
ist der zweite Wandabschnitt 52 jeder der Schaltkammern
jedoch von jeweils einer Abdeckung 61 gebildet.
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Die Abdeckung 61 weist einen
Abschnitt mit U-förmigen
Querschnitt auf, wobei eine Basisfläche 62 mit einer fensterartigen Öffnung 63 versehen
ist. Diese fensterartige Öffnung 63 ist
gemäß der 7 von dem mit dem Lichtbogenhorn 64 versehenen feststehenden
Schaltkontakt 65 durchsetzbar. Dabei bildet der die Öffnung 63 bildende
Rand 66 Führungsflächen für das als
Profilteil ausgebildete Kontaktelement 67 des feststehenden
Schaltkontaktes. Gemäß der 9 können Führungsflächen 68 zur horizontalen
und gemäß der 10 Führungsflächen 69 zur horizontalen
und Führungsflächen 70 zur vertikalen
Führung
des feststehenden Schaltkontaktes 65 durch den Rand gebildet
sein.
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Gemäß der 7 kann jeweils zwischen der Basisfläche 62 der
Abdeckung und der ersten Wand 55 des Gehäuses ein
die Öffnung
umlaufendes Labyrinth 71 zum Abdichten der Schaltkammer 50 gebildet
sein.
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Gemäß der 9 und 10 weisen
die Abdeckungen 61 seitliche Ösen 72, 73 auf, über die
sie mittels nicht dargestellter Befestigungselementen an Zwischenwänden 74 der
ersten Gehäuseschale 57 des
Einschub-Leistungsschalters befestigbar sind. Hierzu greifen die
Befestigungselemente in Öffnungen 75 der
Zwischenwände 74 ein.
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Der feststehende Schaltkontakt 65 ist
bei der zweiten Ausführungsform
der neuen Anordnung ebenfalls an einer oberen Anschlussschiene 77 des Einschubrahmens 56 befestigt.
Dabei bildet die vom Einschub-Leistungsschalter abgewandte Stirnseite des
als Profilteil ausgebildeten und mit dem Lichtbogenhorn versehenen
feststehenden Schaltkontaktes eine Anschlagfläche 78 zur ortsfesten
Fixierung des festsehenden Schaltkontaktes an dem Einschubrahmen.
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Zum stromtragenden Verbinden des
beweglichen Schaltkontaktes 79 mit der unteren Anschlussschiene 80 des
Einschubrahmens dient wie bei der ersten Ausführungsform eine Trennkontaktanordnung 81 und
ein Anschlussstück 82,
wobei auch hier zur Einsparung von Bauraum in Verschiebungsrichtung
des Einschub- Leistungsschalters
kein Versatz der unteren Trennkontaktanordnung 81 gegenüber dem
feststehenden Schaltkontakt 65 vorgesehen ist. Damit erstrecken
sich auch hier die Trennkontaktanordnung 81 und der feststehende
Schaltkontakt 65 im wesentlichen im gleichen Abstand von
der ersten Wand 55 des Einschubrahmens.